Jonctions cellulaires

La fonction des jonctions cellulaires

La fonction principale de certaines jonctions est de relier le cytoplasme entre les cellules adjacentes et de permettre le transport et la communication intercellulaires. D'autres jonctions fonctionnent principalement comme des sites d'adhésion qui maintiennent la structure et l'intégrité des tissus. Tous les types de tissus chez les animaux possèdent des jonctions, cependant, les jonctions qui servent à l'adhérence sont plus abondantes dans les tissus épithéliaux (tissus qui tapissent les organes internes et les cavités).

Types de jonctions cellulaires

Il existe différentes façons pour deux cellules de se connecter, elles sont classées selon leur fonction principale et les molécules impliquées. Les connexions entre les plantes cellulaires sont appelées plasmodesmes, tandis que les cellules animales peuvent être reliées par des jonctions serrées, des jonctions lacunaires et des desmosomes.

Les plasmodesmes

Les cellules végétales ont des parois entourant la membrane plasmique et ont besoin d'une sorte de connexion pour communiquer avec les cellules adjacentes. Les plasmodesmes (singulier plasmodesma) sont des canaux qui traversent les parois des cellules adjacentes et permettent le transport de matériel entre les cellules. Ce sont des canaux directs, même la membrane plasmique n'interrompt pas le canal, car les membranes des cellules adjacentes sont continues et tapissent l'intérieur du plasmodesme. Les plasmodesmes diffèrent en taille et les grosses molécules peuvent être trop grosses pour passer à travers un plasmodesme cependant.

Figure 1 : Jonctions intercellulaires. A) plasmodesmes dans les cellules végétales, B) jonctions serrées et C) jonctions lacunaires.

Jonctions cellulaires serrées

Certaines jonctions servent à l'adhésion plutôt qu'à la connexion. Chez les animaux, les tissus épithéliaux doivent empêcher la fuite de substances d'un côté à l'autre du tissu. Ces cellules possèdent des jonctions serrées à plusieurs endroits entre les cellules adjacentes qui servent de joints étanches. Les jonctions serrées sont formées par des groupes de protéines dans la membrane d'une cellule qui se connecte à un groupe de protéines partenaire dans la membrane de la cellule adjacente.

L'intégrité et l'étanchéité des barrières épithéliales empêchent non seulement les fuites de liquides et d'autres composants, mais bloquent également l'entrée des microbes dans un hôte. Pour cette raison, les jonctions serrées sont une cible pour les microbes pathogènes (bactéries et virus), qui utilisent plusieurs tactiques pour perturber ces structures dans le cadre de l'infection.

Les jonctions serrées ne servent pas seulement à former des tissus étanches, car ces connexions entre les cellules sont également importantes pour le mouvement synchronisé des cellules nécessaire à des processus tels que la cicatrisation des plaies et le développement du fœtus. Les protéines qui forment les jonctions le font en transférant des informations entre les cellules adjacentes, ce qui permet au tissu d'être mobile. Si les jonctions sont perdues, les cellules ne bougent plus et le tissu n'est plus mobile, ce qui entrave la bonne cicatrisation des plaies par ^exemple2.

Jonction entre les cellules

Les jonctions lacunaires sont des canaux entre les cellules animales adjacentes qui permettent le mouvement de la matière. Elles sont constituées d'un groupe de protéines (appelées connexines chez les vertébrés) qui forment une sorte de cylindre allongé appelé connexon, qui relie deux membranes cellulaires voisines.

Les ions et les petites molécules peuvent passer librement à travers les jonctions lacunaires. Le signal électrique dans le muscle cardiaque est transmis lorsque les ions passent à travers les jonctions lacunaires et entraînent le mouvement synchronisé de toutes les cellules, ce qui permet au tissu cardiaque de se contracter. Les jonctions lacunaires sont également présentes dans les tissus qui ne produisent cependant pas de signaux électriques.

Jonction entre deux cellules nerveuses

Les jonctions lacunaires sont également essentielles dans certaines situations où une réponse extrêmement rapide est nécessaire. Un neurone communique avec un autre neurone à travers un espace étroit entre les deux membranes cellulaires appelé synapse. La communication entre les neurones à travers une synapse est chimique, via la libération d'un neurotransmetteur par un neurone qui va vers le neurone récepteur. Cependant, ils ont également une communication électrique à travers les jonctions lacunaires. Comme les ions peuvent passer sans délai à travers les jonctions lacunaires, les signaux électriques entre les neurones voyagent plus vite de cette façon que les transmissions chimiques. La différence est de l'ordre de la milliseconde, mais cela peut entraîner la mort de la proie qui ne s'échappe pas assez vite !⁴.

Desmosomes

Dans les tissus animaux qui s'étirent (par exemple la peau, les muscles et les tissus cardiaques), des zones de jonction appelées desmosomes maintiennent les cellules ensemble. Ils sont comme une soudure entre deux cellules. Un groupe de protéines transmembranaires appelées cadhérines, présentes dans les deux membranes cellulaires adjacentes, se connectent l'une à l'autre. Les cadhérines sont ancrées à la membrane par une plaque située sur le côté cytoplasmique de chaque membrane. La plaque est un complexe de plusieurs protéines et se connecte aux filaments intermédiaires de la cellule (composants du cytosquelette).

Figure 2 : Les desmosomes sont des jonctions cellulaires dans les cellules animales. Le schéma montre la structure des desmosomes (à gauche), et des images au microscope électronique à transmission de desmosomes (indiqués par des flèches rouges), où la plaque de protéines de chaque côté de la membrane plasmique est claire (au milieu), et deux desmosomes où les filaments intermédiaires sont clairs (à droite) .

Les desmosomes confèrent aux tissus une résistance aux contraintes mécaniques. La connexion avec les filaments intermédiaires à l'intérieur des cellules fournit un réseau fibreux presque continu à travers un feuillet épithélial, répartissant le stress mécanique dans l'ensemble du tissu. Les mutations des gènes desmosomaux sont à l'origine de plusieurs maladies de la peau et du cœur.